CN111152609A - 一种车载胎侧形变检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆检测领域的检测设备，特别是涉及一种车载胎侧形变检测装置。针对轿车车轮胎侧易爆胎但是检测过程复杂、检测持续时间长、受设备限制无法移动检测的问题，提供了一种小体积、便于携带、检测准确的车载胎侧形变检测装置。本发明通过三爪卡盘卡紧在轮毂孔内进行固定安装，倾角传感器检测旋转底座在轿车运行中的摆动角度。控制器控制电机转动对旋转底座的摆角进行补偿，使旋转底座与地面垂直线方向一致，保证激光位移传感器对车轮胎侧形变测量的稳定。控制器的WIFI模块将采集到的胎侧形变数据发送到手机，利用手机安装的检测程序APP对数据进行处理，得到检测结果。

Description

一种车载胎侧形变检测装置

技术领域

本发明涉及一种车辆检测领域的检测设备，特别是涉及一种车载胎侧形变检测装置。

背景技术

轿车作为生活出行的必备工具，其安全性是驾驶员和乘客生命安全的重要保障。影响轿车安全性的因素有很多，最常见的因素之一便是轿车轮胎爆胎。轮胎作为轿车的磨损部件，极易在行驶过程中遭受硬物撞击、刺伤和老化裂纹影响。由于胎侧薄弱，不同形式的损伤都可能导致胎侧局部位置强度衰退，使胎侧发生不均匀形变，因此胎侧部位成为爆胎发生的最常见位置。为了预防轮胎爆胎引发交通事故，需要定期检测轮胎胎侧状态。当前针对轿车轮胎的检测方式通常是将轮胎拆卸下来或者轿车静止时检测轮胎内部损伤，只能对轮胎个别性能进行检测，操作流程复杂，而且不能体现出轮胎胎侧的使用效果。因此，迫切需要一种体积小、携带方便、检测准确、能够综合体现轮胎胎侧在行驶中使用状态的检测装置，通过检测轮胎接地时刻胎侧部位的相对形变量，实现驾驶人在需要时对轮胎胎侧安全性进行验证的目的，从而预防轮胎爆胎。

发明内容

本发明针对轿车车轮胎侧易爆胎但是检测过程复杂、检测持续时间长、受设备限制无法移动检测的问题，提供了一种小体积、便于携带、检测准确的车载胎侧形变检测装置。本发明通过三爪卡盘卡紧在轮毂孔内进行固定安装，倾角传感器检测旋转底座在轿车运行中的摆动角度。控制器控制电机转动对旋转底座的摆角进行补偿，使旋转底座与地面垂直线方向一致，保证激光位移传感器对车轮胎侧形变测量的稳定。控制器的WIFI模块将采集到的胎侧形变数据发送到手机，利用手机安装的检测程序APP对数据进行处理，得到检测结果。

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面列举的实施例仅为对本发明技术方案的进一步理解和实施，并不构成对本发明权利要求的进一步限定，因此。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，若所涉及的术语，如：“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部(元)件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，可以是柔性连接、刚性连接或活动链接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种车载胎侧形变检测装置，包括：三爪卡盘、连接筒、旋转底座和安装在旋转底座上的电源、控制器和倾角传感器，以及安装在升降板上的激光位移传感器；所述连接筒由钢筒和两端的环形钢板组成，钢筒两端内壁设有凹槽，外表面设有一个圆形孔；所述连接筒与三爪卡盘通过螺栓固定连接，三爪卡盘的卡爪嵌入车轮的轮毂孔内并固定；所述旋转底座由钢筒和矩形钢板组成，两者垂直，所述钢筒从连接筒一端插入并通过轴承装在连接筒内，连接筒外端装有轴承端盖，钢筒内装有电机，电机轴装有齿轮，齿轮与齿圈啮合，所述齿圈通过过盈配合嵌入连接筒一端的凹槽内，并通过螺栓与连接筒固定；所述升降板上下位置可调，所述激光位移传感器安装在升降板的端部，并对准轮胎侧面；所述旋转底座通过倾角传感器由控制器控制电机反转，使旋转底座和升降板始终与地面保持垂直。

进一步地，所述电机通过电机支架安装在旋转底座的钢筒内，所述电机支架为两块垂直钢板，电机底部通过电机支架螺栓固定在旋转底座的钢筒内的矩形板上，电机轴穿过电机支架上的圆形通孔，其轴端齿轮与齿圈啮合。

进一步地，所述三爪卡盘由3个卡爪和卡盘体组成，卡爪嵌入卡盘体的滑道内，可沿着径向移动，卡爪为长方体滑块，表面固定有圆筒，圆筒外径与轮毂孔内径相同，所述卡盘体为圆盘，一侧表面设有环形凸台顶紧齿圈。

进一步地，所述升降板为矩形钢板，通过锁紧螺栓和锁紧螺母固定在旋转底座上，升降板高度通过锁紧螺栓和锁紧螺母调整和固定，用于调整激光位移传感器上下位置。

进一步地，所述电源、控制器、倾角传感器通过螺栓依次固定在旋转底座的平面上，其中倾角传感器固定位置接近旋转底座的矩形通孔，电源与控制器电连接，电机与控制器通过信号控制线连接，倾角传感器通过信号控制线与控制器连接。

进一步地，所述齿圈与连接筒通过1个内六角螺栓穿过连接筒上的圆形孔旋入齿圈上的螺纹孔内连接固定。

所述的电机为直流无刷减速电机。

所述的电机支架为两块钢板垂直连接固定，表面设有小径圆形通孔和大径圆形通孔。

所述的齿轮为直齿圆柱齿轮，模数、压力角与齿圈相同。

所述的轴承为双列角接触球轴承。

所述的旋转底座为钢筒和钢板制成，钢筒外表面设有轴肩，筒内一端设有矩形钢板，矩形钢板表面设有螺纹孔。钢筒另一端端面设有矩形钢板，表面加工有圆形通孔和矩形通孔。

所述的升降板为矩形钢板，一端表面设有2个圆形通孔，另一端设有直角挡板并在侧面加工有2个圆形通孔作为承载底座。

所述的锁紧螺栓为六角螺栓，锁紧螺母为矩形钢板表面设有2个螺纹孔。

所述的电源选用移动电源。

所述的控制器选用STM32控制器，并通过主控板上的接口插有ESP8266无线WIFI模块。

所述的倾角传感器选用SST810动态倾角传感器。

本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种车载胎侧形变检测装置体积小、操作简单安全、携带方便，提高了检测效率，室内室外均可使用。

2.本发明所述的一种车载胎侧形变检测装置安装在车上，实现了在轿车行驶情况下对车轮胎侧的形变检测，检测结果能够真实反应出胎侧的形变性能及安全状态。

3.本发明所述的一种车载胎侧形变检测装置使用激光位移传感器测量胎侧形变为非接触测量，通过WIFI模块将数据发送至手机进行处理显示无需接线，检测误差小、结果准确可靠。

附图说明

图1是本发明所述的一种车载胎侧形变检测装置的工作示意图；

图2是本发明所述的一种车载胎侧形变检测装置的等轴测视图；

图3是本发明所述的连接筒、齿圈、齿轮、旋转底座的结构关系图；

图4是本发明所述的齿轮、电机、电机支架、旋转底座、轴承和轴承端盖的结构关系图；

图5是本发明所述的三爪卡盘的等轴测视图；

图6是本发明所述的齿圈的等轴测视图；

图7是本发明所述的连接筒的等轴测视图；

图8是本发明所述的电机的等轴测视图；

图9是本发明所述的电机支架的等轴测视图；

图10是本发明所述的电机、电机支架和齿轮的等轴测视图；

图11是本发明所述的轴承的等轴测视图；

图12是本发明所述的轴承端盖的等轴测视图；

图13是本发明所述的旋转底座的等轴测视图；

图14是本发明所述的升降板的等轴测视图；

图15是本发明所述的激光位移传感器的等轴测视图；

图16是本发明所述的锁紧螺栓的等轴测视图；

图17是本发明所述的锁紧螺母的等轴测视图；

图18是本发明所述的一种车载胎侧形变检测装置的控制结构组成图。

图中：1.三爪卡盘，2.连接筒，3.轴承端盖，4.齿圈，5.电机，6.电机支架，7.齿轮，8.轴承，9.旋转底座，10.升降板，11.锁紧螺栓，12.锁紧螺母，13.电源，14.控制器，15.激光位移传感器，16.倾角传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述：

参阅图1至图17，一种车载胎侧形变检测装置包括：三爪卡盘1、连接筒2、轴承端盖3、齿圈4、电机5、电机支架6、齿轮7、轴承8、旋转底座9、升降板10、锁紧螺栓11、锁紧螺母12、电源13、控制器14、激光位移传感器15和倾角传感器16。

齿圈为直齿内齿圈4，圆柱面设有螺纹孔，用于周向固定。连接筒2由钢筒和环形钢板组成，钢筒两端内壁加工有凹槽，外表面加工有一个圆形孔，环形钢板表面加工有4个圆形通孔，环形钢板设于钢筒两端。将齿圈4通过过盈配合嵌入连接筒2一端的凹槽内，1个内六角螺栓穿过连接筒2上的圆形孔旋入齿圈4上的螺纹孔内。电机5为直流无刷减速电机。电机支架6为两块钢板垂直连接固定，表面设有小径圆形通孔和大径圆形通孔。电机5主轴穿进电机支架6上的大径圆形通孔内，使电机5端面与电机支架6上的圆形通孔同心，通过螺纹连接将电机5固定在电机支架6上。旋转底座9为钢筒和钢板制成，钢筒外表面设有轴肩，筒内一端设有矩形钢板，矩形钢板表面设有螺纹孔。钢筒另一端端面设有矩形钢板，表面加工有圆形通孔和矩形通孔。将电机支架6下端面与旋转底座9的圆筒内的平板面接触，且电机5主轴向外放置，通过螺纹连接将电机支架6等固定在旋转底座9的圆筒内。齿轮7为直齿圆柱齿轮，模数、压力角与齿圈4相同。通过过盈配合将齿轮7固定在电机5主轴上。轴承端盖3由环形钢板和环形凸台组成，环形钢板沿圆周等距加工有5个圆形通孔，环形凸台设于环形钢板内圈。将旋转底座9的圆筒端插入轴承端盖3的通孔内。轴承8为双列角接触球轴承。使轴承8内圈与旋转底座9的圆筒外侧圆柱面面接触，通过过盈配合将轴承8固定在旋转底座9圆筒的轴肩处。轴承8外圈与连接筒2一侧的内壁面接触，通过过盈配合将轴承8同时嵌入连接筒2内的轴肩处，且齿轮7与齿圈4相啮合。5个螺栓穿过轴承端盖3与连接筒2端面上的圆形通孔，通过螺栓连接使轴承端盖3顶紧轴承8。三爪卡盘1由3个卡爪和卡盘体组成，卡爪嵌入卡盘体的滑道内，可沿着径向移动。卡爪为长方体滑块表面固定圆筒制成，圆筒外径与轮毂孔内径相同。卡盘体为圆盘，一侧表面设有凹槽滑道，另一侧表面设有环形凸台，与圆盘同心。连接筒2另一端面与三爪卡盘1的端面面接触，4个螺栓穿过连接筒2与三爪卡盘1上的圆形通孔，通过螺栓连接将连接筒2等与三爪卡盘1固定在一起,同时三爪卡盘1的环形凸台顶紧齿圈4。升降板10为矩形钢板，一端表面设有2个圆形通孔，另一端设有直角挡板并在侧面加工有2个圆形通孔作为承载底座。锁紧螺栓11为六角螺栓，锁紧螺母12为矩形钢板表面设有2个螺纹孔。使升降板10与旋转底座9的矩形通孔面面接触，锁紧螺母12与升降板10另一面面接触，2个锁紧螺栓11穿过升降板10的圆形通孔和旋转底座9的矩形通孔通过螺纹连接与锁紧螺母12配合，将升降板10固定在旋转底座9上。激光位移传感器15置于升降板10的底座端，2个螺栓穿过激光位移传感器15上的通孔和升降板10底座端侧板上的圆形通孔，通过螺栓连接将激光位移传感器15固定在升降板10的底座上。电源13选用移动电源。控制器14选用STM32控制器，并通过主控板上的接口插有ESP8266无线WIFI模块。倾角传感器16选用SST810动态倾角传感器。分别将电源13、控制器14、倾角传感器16通过螺栓连接依次固定在旋转底座9的平面上，其中倾角传感器16固定位置接近旋转底座9的矩形通孔。电源13与控制器14通过电源线连接，电机5与控制器14通过信号控制线连接，倾角传感器16通过信号控制线与控制器14连接。

一种车载胎侧形变检测装置的使用方法：

为保证检测效果理想，将待检测轿车驶入路面平坦无坑洞路段。将三爪卡盘的卡爪嵌入车轮的轮毂孔内并固定，旋转锁紧螺栓来调整升降板的高度，运行手机APP检测程序，进行信号连接。首先，调整升降板并旋转旋转底座使激光位移传感器的激光点照射在车轮胎侧最高点位置，确认此位置的检测数据为胎侧未发生形变的参考值。然后，释放旋转底座，在重力作用下旋转底座保持与地面垂直线方向一致，激光位移传感器的激光点照射在车轮胎侧最低点位置，启动轿车保持低速匀速向前行驶。当控制器采集到倾角传感器的摆角数据非零时，控制器驱动电机转动通过反作用力使旋转底座转动来保持与地面垂直线方向一致，即使激光位移传感器测量位置保持稳定。控制器利用WIFI模块将车轮胎侧在距离地面最低点发生形变的数据连续传输到手机，利用手机安装的检测程序APP对数据进行处理，得到检测结果，依据检测结果可判断车轮轮胎胎侧的安全状态，采取适当措施，预防爆胎。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种车载胎侧形变检测装置，其特征在于，包括：三爪卡盘、连接筒、旋转底座和安装在旋转底座上的电源、控制器和倾角传感器，以及安装在升降板上的激光位移传感器；所述连接筒由钢筒和两端的环形钢板组成，钢筒两端内壁设有凹槽，外表面设有一个圆形孔；所述连接筒与三爪卡盘通过螺栓固定连接，三爪卡盘的卡爪嵌入车轮的轮毂孔内并固定；所述旋转底座由钢筒和矩形钢板组成，两者垂直，所述钢筒从连接筒一端插入并通过轴承装在连接筒内，连接筒外端装有轴承端盖，钢筒内装有电机，电机轴装有齿轮，齿轮与齿圈啮合，所述齿圈通过过盈配合嵌入连接筒一端的凹槽内，并通过螺栓与连接筒固定；所述升降板上下位置可调，所述激光位移传感器安装在升降板的端部，并对准轮胎侧面；所述旋转底座通过倾角传感器由控制器控制电机反转，使旋转底座和升降板始终与地面保持垂直。

2.根据权利要求1所述的一种车载胎侧形变检测装置，其特征在于，所述电机通过电机支架安装在旋转底座的钢筒内，所述电机支架为两块垂直钢板，电机底部通过电机支架螺栓固定在旋转底座的钢筒内的矩形板上，电机轴穿过电机支架上的圆形通孔，其轴端齿轮与齿圈啮合。

3.根据权利要求1或2所述的一种车载胎侧形变检测装置，其特征在于，所述三爪卡盘由3个卡爪和卡盘体组成，卡爪嵌入卡盘体的滑道内，可沿着径向移动，卡爪为长方体滑块，表面固定有圆筒，圆筒外径与轮毂孔内径相同，所述卡盘体为圆盘，一侧表面设有环形凸台顶紧齿圈。

4.根据权利要求1所述的一种车载胎侧形变检测装置，其特征在于，所述升降板为矩形钢板，通过锁紧螺栓和锁紧螺母固定在旋转底座上，升降板高度通过锁紧螺栓和锁紧螺母调整和固定，用于调整激光位移传感器上下位置。

5.根据权利要求1所述的一种车载胎侧形变检测装置，其特征在于，所述电源、控制器、倾角传感器通过螺栓依次固定在旋转底座的平面上，其中倾角传感器固定位置接近旋转底座的矩形通孔，电源与控制器电连接，电机与控制器通过信号控制线连接，倾角传感器通过信号控制线与控制器连接。

6.根据权利要求1所述的一种车载胎侧形变检测装置，其特征在于，所述齿圈与连接筒通过1个内六角螺栓穿过连接筒上的圆形孔旋入齿圈上的螺纹孔内连接固定。

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